Afvallen door bewegen is onmogelijk?

Het aantal mensen met overgewicht neemt de laatste decennia gestaag toe. Hoe wel het overduidelijk is dat overgewicht het gevolg is van een positieve energiebalans blijft het onduidelijk of deze disbalans wordt veroorzaakt door een toename van de energie-inname, of door een afname van het energiegebruik. Nog onduidelijker is of er componenten in het energiegebruik zijn die de laatste decennia aan het veranderen zijn. Kortweg bestaat ons energiegebruik uit basaalstofwisseling (energiegebruik nodig om je vitale functies in de lucht te houden), energiegebruik voor het verteren, absorberen en assimileren van voedingsstoffen (ook wel thermic effect of food; TEF genoemd) en energiegebruik door fysieke activiteit. Sommige onderzoekers (niet de minste overigens Speakman et al.) lijken aanwijzingen te geven dat het totale dagelijkse energiegebuik de laatste jaren (vanaf 1990) is gedaald en dat dat met name komt door een daling van de basaalstofwisseling. Dat lijkt er op te duiden dat wanneer je meer energie gebruikt door meer te gaan bewegen je BMR daalt en je totale energiegebruik hetzelfde blijft. Netto neemt je energiegebruik dus niet toe wanneer je meer gaat bewegen en ondanks dat je meer beweegt, beweegt je totale energiegebruik niet mee. Wij bespreken kort de opzet en belangrijkste resultaten van het onderzoek en proberen in al onze onwetendheid kritische kanttekeningen te plaatsen bij het onderzoek. We sluiten voor de verandering een keer niet af met een praktische toepassing maar met een open einde.

Methoden en belangrijkste resultaten

Methoden

Voor de primaire analyse verzamelden Speakman et al. van 4799 (3172 vrouwen) Europeanen en Amerikanen gegevens over het totale dagelijkse energiegebruik. Deze gegevens werden onttrokken uit  onderzoeken tussen 1981 en 2017 waarin het totale dagelijkse energiegebruik is gemeten met de dubbel gelabeld water methode.

Energiegebruik schatten met de dubbel gelabeld water methode

Met de dubbel gelabeld water methode wordt het totale dagelijkse energiegebruik (TDEE) geschat met water waarvan het gewicht van de atomen zuurstof en waterstof verschilt van normaal water. De atomen zuurstof en waterstof van het water zijn zwaarder gemaakt. Het zware zuurstof kan het lichaam via verbranding in koolstofdioxide en via de urine als water het lichaam verlaten. Het zware waterstof kan het lichaam alleen als urine verlaten. De verhouding tussen het zware zuurstof wat via koolstofdioxide en de urine het lichaam verlaat, geeft een schatting van het energiegebruik.

 

Van een deel van bovenstaande populatie (1432 waarvan 632 vrouwen) was er ook data beschikbaar over de basaalstofwisseling (BMR). De BMR was overigens gemeten/geschat met indirecte calorimetrie.

Energiegebruik schatten met indirecte calorimetrie

Bij verbrandingsprocessen in het lichaam is zuurstof nodig en komt koolstofdioxide vrij. De snelheid waarmee zuurstof wordt gebruikt, geeft een nauwkeurige schatting van het energiegebruik. Hoe sneller zuurstof wordt gebruikt, hoe hoger het energiegebruik. Tijdens bewegen en sporten wordt het zuurstofgebruik hoger en is dus ook het energiegebruik hoger. Per liter zuurstof die het lichaam gebruikt voor verbrandingsprocessen komt ongeveer 4,85 kilocalorieën (of 20 kJ) vrij. Naast een nauwkeurige schatting van het energiegebruik, geeft ademgasanalyse ook inzicht in welke brandstoffen verbrand worden. Het lichaam kan vetten en koolhydraten verbranden. Met de RQ (Respiratoir Quotient) is te zien in welke verhouding vetten en koolhydraten worden verbrand. De RQ is een quotient (deling) van het geproduceerde koolstofdioxide door verbranding en het gebruikte zuurstof; in formule CO2/O2. Bij vetverbranding is de RQ 0,7 bij koolhydraatverbranding is de RQ 1,0. Wanneer de RQ wat meer richting 0,7 ligt, worden met name vetten verbrand. Wanneer de RQ wat meer richting 1,0 ligt, worden met name koolhydraten verbrand.

Doordat TDEE bij deze personen bekend is, kan je het energiegebruik door fysieke activiteit schatten. Immers energiegebruik door fysieke activiteit (PAEE) = TDEE- (TEF+BMR). In een regressiemodel werd ruwe data gebruikt. In het andere regressiemodel werd gecorrigeerd voor lichaamssamenstelling en leeftijd.

Tenslotte gebruikten de onderzoekers voor een secundaire analyse aanvullende BMR-data uit 163 studies (9912 volwassenen), waarvan de vroegste studie is uitgevoerd in 1919. In de secundaire analyse is er gecorrigeerd voor leeftijd, geslacht en lichaamsgewicht.

Resultaten

We beginnen met het bespreken van de resultaten van de primaire analyse van de vrouwen. Het TDEE, PAEE en BMR was in het regressiemodel van de ruwe data in de periode 1981-2017 onveranderd. Dus het totale energiegebruik, energiegebruik door fysieke activiteit en basaalstofwisseling was in het regressiemodel van de ruwe data hetzelfde gebleven. Wanneer er gecorrigeerd werd voor lichaamssamenstelling en leeftijd zagen de onderzoekers een daling van het TDEE over de periode 1981-2017. Ook de BMR leek te dalen over dezelfde periode, maar deze daling bereikte GEEN statistische significantie bij de vrouwen.

Kijken we naar de resultaten van de mannen over dezelfde periode, dan neemt BMR in beide analyses af. TDEE neemt in de analyse van de ruwe data toe, maar wanneer gecorrigeerd wordt voor lichaamssamenstelling en leeftijd neemt TDEE licht af.

Kijken we naar de secundaire analyse (dus over de periode 1919-2017) dan zien we een daling van de BMR van ongeveer 81 kcal per dag. Belangrijk om hierbij te noemen is dat de R2 van het model 0,024 is. Dit wordt een moeilijk verhaal. Maar R2 betekent zoiets als hoe goed de regressielijn (dus de lijn in je model die nu de daling van BMR weergeeft) door de data is getrokken. R2 kan van 0 tot 1 lopen en hoe dichter deze bij 1 ligt, des te beter is de regressielijn door de data getrokken. In de gepresenteerde data is de R2 erg laag (0,024) waardoor je dus met weinig zekerheid kan zeggen dat de BMR ECHT is gedaald.

Conclusie

Kortgezegd concluderen de onderzoekers dat TDEE in de afgelopen 100 jaar licht is gedaald en dat dit met name komt door een daling van de BMR. En omdat de BMR meer is gedaald dan dat de TDEE is gedaald concluderen de onderzoekers dat PAEE is toegenomen in de afgelopen 100 jaar.

Er zijn een aantal fysiologische theorieën die de onderzoekers geven waarom de BMR is gedaald en we proberen die theorieën te geven en ook meteen zelf aan de tand te voelen. Tenslotte proberen we het onderzoek ook methodologisch aan de tand te voelen.

Fysiologische theorieën waarom de BMR is gedaald

Lagere BMR door lagere immuunfunctie

Voordat je met ongewassen handen rauw vlees gaat consumeren in de hoop op een hogere BMR moet je (je moet niks, maar mag) even doorlezen. Ons immuunsysteem verstookt veel energie. Komen we echter in contact met minder pathogenen, hoeft ons immuunsysteem minder hard te werken en verstookt minder energie. Deze theorie klinkt goed, maar heeft ook wel wat gaten. Een daling van de BMR door een minder actief immuunsysteem verklaart mogelijk de daling van de BMR in de periode 1919-2017, maar niet in de periode tussen 1981 en 2017. Hygiënemaatregelen en medicatie zijn in de periode 1919-2017 sterk verbeterd, maar niet in de periode 1981-2017. Daarom lijkt het onwaarschijnlijk dat in de laatste 40 jaar de BMR is gedaald door betere hygiënemaatregelen.

Lagere BMR door behaaglijkere binnentemperatuur

Tegenwoordig kan bijna iedereen het binnenshuis behaaglijk warm stoken. Honderd jaar geleden was dat wel anders en kon je het zelfs binnenshuis koud hebben. Aangezien je lijf pas bij een bepaalde lichaamstemperatuur goed kan functioneren, kost het je lichaam energie om jezelf warm te stoken. Dit zou inderdaad verklaren waarom de BMR 100 jaar geleden hoger lag, dan nu. Echter het lijkt ons aannemelijk sinds de jaren 80 van de vorige eeuw bijna niemand het meer koud heeft binnenshuis. Daarnaast en dat is eigenlijk belangrijker hoor je de BMR te meten in een thermoneutrale (lees behaaglijke temperatuur) en niet in koude omstandigheden. Meet je de BMR in koude omstandigheden dan overschat je de BMR, meet je vervolgens de BMR op een later tijdstip (100 jaar later) onder de juiste condities en je trekt een lijn tussen de 2 metingen, dan zie je inderdaad een daling van de BMR. Deze daling wordt echter veroorzaakt doordat je eerste meting niet onder de juiste condities werd gedaan.

Lagere BMR door lagere verzadigd vetconsumptie

Tegelijk met de daling van de BMR over de afgelopen 100 jaar geven de onderzoekers aan dat we de afgelopen 100 jaar ook minder verzadigd en meer onverzadigd vet zijn gaan consumeren. Niet zo spannend zou je zeggen, maar dezelfde onderzoekers hadden ook gekeken wat de relatie tussen verzadigd vetconsumptie en de BMR van muizen is en daarin zagen zij dat de BMR hoger was bij muizen die meer verzadigd vet consumeerden. Eerlijk gezegd vinden wij (en de onderzoekers zelf ook) dit geen sterk argument. Kijken we namelijk naar echte effectstudies (klik hier) bij mensen waarin verzadigd vet is vervangen door onverzadigd vet, dan neemt juist de BMR toe wanneer mensen meer onverzadigd vet gaan consumeren.

Lagere BMR door hogere consumptie van ultrabewerkt voedsel en minder vezels

Er zijn aanwijzingen dat een lagere vezelconsumptie leidt tot een lagere TEF en dus uiteindelijk lager TDEE. Een lagere vezelconsumptie lijkt ons echter niet een lagere BMR te veroorzaken. BMR moet immers gemeten worden onder gevaste condities (na een nacht vasten), zodat effecten van voedsel en dranken op de stofwisseling worden uitgesloten en je een geïsoleerd beeld krijgt van de BMR.

Methodologische verklaringen voor een lagere BMR

Nu we een aantal fysiologische theorieën die een mogelijke daling van de BMR over de afgelopen 100 jaar kunnen verklaren, hebben behandeld gaan we kijken wat de mogelijke methodologische oorzaken kunnen zijn voor de daling van de BMR in de afgelopen 100 jaar die de onderzoekers constateren.  

BMR wordt nu beter gemeten

Honderd jaar geleden stond het meten van de BMR met behulp van indirecte calorimetrie  nog in de kinderschoenen en was nog niet een doorontwikkelde methode. Zelfs in de jaren 50 van de vorige eeuw werd nog gesleuteld aan de indirecte calorimetrie methode. Daarnaast is de meetapparatuur de laatste jaren sterk verbeterd en is de procedure voor het meten van de BMR sterk verbeterd. Eventuele meetfouten die vroeger wel en nu niet worden gemaakt, zouden vroeger kunnen leiden tot een hogere gemeten BMR. En zelfs nu wordt er steeds meer duidelijk over de BMR. Zo is het bijvoorbeeld al bekend dat de BMR gedurende de dag niet statisch is, maar juist een circadiaans ritme vertoont; dus over de dag neemt de BMR toe en weer en af. Dat is belangrijk, omdat je mogelijk net de BMR meet wanneer deze op zijn hoogste niveau zit en er vanuit gaat dat de BMR altijd zo stabiel blijft, terwijl in werkelijkheid de BMR varieert.

Omgekeerde causaliteit kan leiden tot een lagere BMR

Wanneer de afhankelijke variabele ook de verklarende variabele beïnvloedt, dan spreekt men van omgekeerde causaliteit. Van dit fenomeen kan ook sprake zijn in het onderzoek van Speakman et al.. De lagere BMR die werd waargenomen, veroorzaakte niet het overgewicht, maar……het overgewicht veroorzaakte indirect de lagere BMR. We leggen het uit. De studie van Speakman et al. heeft de BMR van verschillende populaties over de afgelopen 100 jaar in kaart gebracht. Hierbij is het echter belangrijk om je te realiseren dat onder de gemeten populaties er steeds meer mensen waren met overgewicht. Daarbij is het makkelijk voor te stellen dat mensen met overgewicht iets aan hun gewicht willen gaan doen en op een caloriebeperkt dieet gaan. Het is bekend dat een caloriebeperkt dieet tot een daling van de BMR leidt. Includeer je mensen die een caloriebeperkt dieet volgen, of hebben gevolgd in je dataset dan onderschat je de daadwerkelijke BMR. Het is belangrijk je te realiseren dat deze daling van de BMR lange tijd na afronding van een dieetperiode kan voorkomen. Aangezien de afgelopen 100 jaar er steeds meer mensen met overgewicht zijn, is de kans ook groter dat je mensen includeert in je dataset die een energiebeperkt dieet volgen, of hebben gevolgd. Wil je dus een goede meting van de BMR maken, dan moet je dus zowel nauwkeurig zijn in de meetprocedure als de selectie van mensen bij wie je de BMR wil meten.